一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构制造技术

本发明专利技术量子光学材料技术领域，具体为一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构，解决了背景技术中的技术问题，其采用[(H/L)

【技术实现步骤摘要】
一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构


[0001]本专利技术属于量子光学材料
，具体为一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构。

技术介绍

[0002]日盲紫外滤波片是日盲紫外光学系统中的一个重要组件，日盲紫外滤波结构的设计是实现高质量日盲紫外滤波的关键技术。目前，基于光学介质结构的日盲紫外滤波结构可实现日盲波段的通带以及其两侧的阻带，但在日盲紫外波段形成的通带透射率仍不够高，且在通带均匀性方面表现较差，峰值透射率和平均透射率相差较大，通带两侧截止度不高，滤波效果并不理想。
[0003]2016年，颜士飞等（特种日盲紫外滤光片的性能分析[J]. 颜士飞等.光电子技术,2016,第36卷(4): 260
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264）设计了一款带宽20nm左右，峰值透射率为25%，峰值位置可在250
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280nm范围内动态调节的吸收型滤光片，但是这种吸收型的滤光片带宽较窄且透射率较低。
[0004]2017年，付秀华等（日盲探测宽波段低噪声滤波器件的研制[J]. 中国激光,2017,44(6):165
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171）选择Al、AlF3两种材料组成F
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P结构，结合Al2O3、AlF3组成的匹配结构，设计了在200
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270nm波段内平均透射率54.15%的滤波膜系结构，但是这种结构通带与日盲紫外禁带重叠较高，且透射率较低。
[0005]2018年，尚鹏等（多金属层诱导透射紫外“日盲”探测成像滤光片设计与低温制备研究[J].红外与激光工程,2018,第47卷(9): 185
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191）基于SiO2/Al/SiO2三层夹层结构，获得了三腔金属诱导透射紫外滤光膜，并系统分析了Al和SiO2介质匹配层对紫外滤光膜光谱性能的影响。这种含Al金属的多层膜系结构同时包含了干涉作用和吸收作用，但在结构中引入金属介质的方法在可见光波段具有更好的抑制效果，在一定程度上也影响了在紫外波段的透射率。
[0006]2018年，白雅婷等（Design of a solar
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blind ultraviolet band
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pass filter based on frequency domain superposition, Superlattices and Microstructures, Volume 122, 2018, Pages 486
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491）基于频域叠加原理，设计了一种多光子晶体结构，其在240
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280nm范围内平均透射率为72.2%，这种叠加结构虽然拓宽了禁带宽度，但是通带形状杂乱不平滑，具有较大起伏。
[0007]2019年，yuan等（A High
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Performance SiO2/SiNx 1
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D Photonic Crystal UV Filter Used for Solar
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Blind Photodetectors, IEEE Photonics Journal, vol. 11, no. 4, 2019，pp. 1
‑
7）用NH3作为SiNX前驱体在双抛光蓝宝石上设计制造了一款SiO2/SiNX滤波片，在日盲区透射率达80%，在285
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345nm范围内透射率低于10%。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在解决现有滤波结构在日盲紫外波段的通带透射率偏低的技术问题，提
供了一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构。
[0009]本专利技术解决其技术问题采用的技术手段是：提供一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构，采用[(H/L)
N1
A(H/L)
N1
]N2
结构，H为高折射率介质层，L为低折射率介质层，A为缺陷层，高折射率介质层和低折射率介质层周期性排列而成光子晶体，N1为缺陷层两侧的光子晶体的周期；光子晶体中高折射率介质层的厚度相同，低折射率介质层的厚度相同；缺陷层与其两侧的光子晶体组合后形成缺陷型光子晶体，N2为缺陷型光子晶体的周期。
[0010]优选的，高折射率介质层的材料为Si3N4，低折射率介质层的材料为SiO2，缺陷层为空气。
[0011]优选的，缺陷层两侧的光子晶体（1）的周期N1为1~5。更优选的，缺陷层两侧的光子晶体（1）的周期N1为1。
[0012]优选的，缺陷型光子晶体（2）的周期N2为3~5。更优选的，缺陷型光子晶体（2）的周期N2为4。
[0013]优选的，高折射率介质层的厚度为22~32nm，低折射率介质层的厚度为37~47 nm，缺陷层的厚度为59~71nm。更优先的，高折射率介质层的厚度为30nm，低折射率介质层的厚度为40 nm，缺陷层的厚度为67nm。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加设计日盲紫外带通滤波结构，基于光子晶体结构的光子局域特性并基于多个缺陷隧穿峰叠加原理，能实现日盲紫外波段(239
‑
280nm)的高透射深截止滤波，通带平均透射率可达到90.71%，阻带平均透射率仅为1.47%，具有显著提高日盲紫外探测系统性能的潜力。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术所述一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术缺陷层两侧的光子晶体的周期N1对日盲紫外通带隧穿峰带宽的影响示意图。
[0018]图3为本专利技术缺陷型光子晶体的周期N2对日盲紫外通带隧穿峰带宽的影响示意图。
[0019]图4为本专利技术实施例提供的一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构优化后光子晶体透射谱，其中实线代表透射率，虚线表示反射率。
[0020]图5为本专利技术实施例提供的一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构受入射角的影响。
[0021]图中：1、光子晶体；2、缺陷型光子晶体；H、高折射率介质层；L、低折射率介质层；A、缺陷层；θ、光线入射角。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
第一”、“第二”仅用于描述目的，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构，其特征在于，采用[(H/L)
N1
A(H/L)
N1
]
N2
结构，H为高折射率介质层，L为低折射率介质层，A为缺陷层，高折射率介质层和低折射率介质层周期性排列而成光子晶体（1），N1为缺陷层两侧的光子晶体（1）的周期；光子晶体（1）中高折射率介质层的厚度相同，低折射率介质层的厚度相同，高折射率介质层的厚度不同于低折射率介质层的厚度；缺陷层与其两侧的光子晶体（1）组合后形成缺陷型光子晶体（2），N2为缺陷型光子晶体（2）的周期。2.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构，其特征在于，高折射率介质层的材料为Si3N4，低折射率介质层的材料为SiO2，缺陷层为空气。3.根据权利要求2所述的一种基于光子晶体缺陷隧穿峰叠加的日盲紫外带通滤波结构，其特征在于，缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛，侯好强，杨毅彪，赵晓丹，武敏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：